4.典型的纳米材料(二)-纳米氧化物
无机纳米材料简介
无机纳米材料简介无机纳米材料是纳米材料从物质的类别来划分出的一种纳米材料。
指其组成的主体是无机物质。
无机纳米材料主要包括：纳米氧化物、纳米复合氧化物、纳米金属及合金，以及其他无机纳米材料。
一、纳米氧化物：纳米氧化物指的是粒径达到纳米级的氧化物，比如纳米二氧化钛（T25），纳米二氧化硅（SP30),纳米氧化锌（JE01),纳米氧化铝（L30)，纳米氧化锆，纳米氧化铈，纳米氧化铁等等。
纳米氧化物的基本技术指标包含：粒径，含量，比表面积，pH, 以及一些金属成分的含量。
纳米氧化物在催化领域的应用纳米催化剂具有表面效应，吸附特性及表面反应等特性，因此纳米催化剂在催化领域的应用十分广泛。
实际上，国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂。
我国目前在纳米材料的研究应用水平在某些方面处于世界领先地位，已实现产业化的SiO2(如VK-SP30)、CaCO3、TiO2(如VK-T25)、ZnO等少数几个品种，这些制备出来的纳米材料在催化领域中主要用于两个方面：一是直接用作主催化剂，二是作为纳米催化剂载体制成负载型催化剂使用。
国际现在企业主要有杜邦，德固赛，国内的有杭州万景等企业生产纳米氧化物系列的产品。
2.1 石油化工催化领域由于纳米材料颗粒的大小可以人工控制，又由于尺寸小,比表面积大，表面的键态和颗粒内部不同及表面原子配位不全等，从而导致表面的活性部位增加。
另外，随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶,这样就增加了化学反应的接触面。
利用纳米微粒的高比表面积和高活性这些特性，可以显著提高催化效率。
例如，纳米Ni粉可将有机化学加氢和脱氢反应速度提高15倍；超细Pt粉、碳化钨粉是高效的加氢催化剂；在甲醛氧化制甲醇反应中，使用纳米SiO2，选择性可提高5倍，利用纳米Pt催化剂，放在TiO2担体上，通过光照，使甲醇水溶液制氢产率提高几十倍。
在石油化工工业采用纳米催化材料，可提高反应器的效率，改善产品结构，提高产品附加值、产率和质量。
4.典型的纳米材料(二)-纳米氧化物
纳米氧化铝的应用
4. 陶瓷材料 在常规氧化铝陶瓷中添加5%的纳米级氧化 铝粉体，可改善陶瓷的韧性，降低烧结温度。由 于纳米氧化铝，粉体的超塑性，解决了因低温脆 性而限制其应用范围的缺点，因此在低温塑性氧 化铝陶瓷中得到广泛应用。在其它陶瓷基体中加 人少量的纳米级氧化铝，，可以使材料的力学性 能得到成倍的提高，其中以SiC氧化铝纳米复合材 料最为显著，共抗弯强度从单相碳化硅陶瓷的 300～400MPa提高到1GPa，经过热处理可达 1.5GPa，材料的断裂韧性提高幅度也在40%以 上。
了其对辛烷的光催化分解。这为解决海洋石油污染提供了一种切 实可行的办法。
余家国等人研究了在太阳光照射下用多孔纳米TiO2薄膜处理水溶
液中的敌敌畏有很好的效果。
纳米TiO2还可有效地用于含CN-的工业废水的光催化降解。
5. 自清洁功能 纳米TiO2具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形
纳米三氧化二铝（Al2O3）
氧化铝与其他材料相比，它具有许多独特、优良的性能， 如
高熔点( 2015℃)、 较高的室温和高温强度，高的化学稳定性 和接点介电性能， 电绝缘性好，硬度高( 莫氏硬度9)，耐磨 性好且成本低廉。因而氧化铝陶瓷可用于制造高速 切削工具， 高温热电耦套管、 化工高压机械泵零件、内燃机火花塞、人 工关节及航空磁流体发电材料等多种陶瓷器件。 纳米氧化铝材料的特殊光电特性、高磁阻现象、非线性电阻 现象、在高温下仍具有的高强、高韧、稳定性好等奇异特性， 以及各种纳米粉体材料共有的小尺寸效应、表面界面效应、 量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，使其在催化、滤光、光 吸收、医药、磁介质及新材料等领域有广阔的应用前景。
6.其它功能
纳米TiO2还有许多其它功能。如有人利用TiO2光催化将
纳米材料熔点
纳米材料熔点纳米材料是一种具有特殊结构和性能的材料，其熔点也是一个备受关注的问题。
纳米材料的熔点与其晶体结构、粒径大小、表面能等因素密切相关。
本文将对纳米材料熔点的影响因素进行探讨，并介绍一些常见的纳米材料的熔点数据。
首先，纳米材料的熔点受其晶体结构的影响。
由于纳米材料的晶粒尺寸在纳米级别，其晶体结构可能与传统材料有所不同。
例如，金属纳米颗粒由于表面效应和量子尺寸效应的影响，其熔点可能会降低。
而纳米晶体材料由于其晶体结构的特殊性，其熔点也可能会发生变化。
其次，纳米材料的熔点还受其粒径大小的影响。
一般来说，纳米材料的粒径越小，其熔点就会越低。
这是由于纳米材料的表面积相对较大，表面能的影响会导致其熔点的降低。
因此，纳米材料的熔点与其粒径大小呈负相关关系。
此外，纳米材料的表面能也会对其熔点产生影响。
由于纳米材料的表面能较大，其熔点通常会比相同材料的微米级晶体要低。
这是由于表面能对材料的热稳定性有一定影响，从而影响了材料的熔点。
在实际应用中，我们需要了解纳米材料的熔点数据，以便更好地进行材料设计和工艺控制。
以下是一些常见纳米材料的熔点数据：1. 纳米金属颗粒，纳米金属颗粒的熔点通常会比相同材料的微米级晶体要低，例如纳米银的熔点约为961°C，而微米级晶体的熔点为961.8°C。
2. 纳米氧化物，纳米氧化物的熔点也会受到粒径大小的影响，例如纳米二氧化钛的熔点约为1840°C，而微米级晶体的熔点为1855°C。
3. 纳米碳材料，纳米碳材料的熔点也会受到晶体结构的影响，例如纳米石墨烯的熔点约为3650°C，而微米级晶体的熔点为3720°C。
综上所述，纳米材料的熔点受到多种因素的影响，包括晶体结构、粒径大小、表面能等。
了解纳米材料的熔点数据对于材料设计和工艺控制具有重要意义，希望本文对您有所帮助。
氧化物纳米材料
氧化物纳米材料
氧化物纳米材料是指粒径在纳米级别的金属氧化物，它们因其独特的物理和化学性质而在多个领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的氧化物纳米材料及其特点：
1. 纳米二氧化钛（TiO2）：具有良好的光催化性能，常用于光催化剂、太阳能电池、传感器等领域。
2. 纳米二氧化硅（SiO2）：作为填料或载体广泛应用于塑料、橡胶、涂料等行业，也用于生物医学领域如药物递送系统。
3. 纳米氧化锌（ZnO）：具有优异的抗菌、紫外线屏蔽性能，应用于化妆品、纺织品、光电器件等。
4. 纳米氧化铝（Al2O3）：因其高硬度和耐磨性，常用于制造耐磨材料、陶瓷刀具等。
5. 纳米氧化锆（ZrO2）：具有良好的热稳定性和机械强度，用于制造陶瓷轴承、氧传感器等。
6. 纳米氧化铈（CeO2）：具有优异的储放氧能力和催化性能，应用于汽车尾气净化催化剂、燃料电池等。
7. 纳米氧化铁（Fe2O3）：用作颜料、磁性材料以及在某些化学反应中作为催化剂。
三维金属氧化物纳米材料（3D-MONs）是近年来的研究热点，它们具有连续多孔网络结构，展现出低密度、高比表面积、高孔隙率、低热导率等优异的物理性能。
这些材料在催化、吸附、分离、能源存储与转换等领域有着潜在的应用前景。
氧化物纳米材料的研究和应用是一个活跃且不断发展的领域，随着科学技术的进步，它们的新性质和新应用将不断被探索和发现。
纳米二氧化钛
纳米二氧化钛1引言纳米微粒是指尺寸为纳米量级的超微颗粒,它的尺度大于原子簇,小于通常的微粒,粒径一般在1～100 nm之间。
由于纳米微粒有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等基本特性,使得纳米微粒以及纳米材料具有常规微粒和常规材料没有的独特的光、电、磁、热以及催化性能。
自从1984年Gleiter 等人关于纳米材料的报道以来,纳米材料以其优异的性能引起人们的普遍关注。
纳米TiO2 是一种附加值很高的功能精细无机材料。
因其具备良好的耐侯性、耐化学腐蚀性、抗紫外线能力强、透明性优异等特点,被广泛应用于汽车面漆、感光材料、光催化剂、化妆品、食品包装材料、陶瓷添加剂、气体传感器及电子材料等。
但由于纳米TiO2 大的比表面及较多的表面空键,在制备和应用过程中极易发生团聚,使其优异的性能得不到充分的发挥。
近年来人们关于纳米TiO2 改性方面的工作已经做了很多,达到了改性的目的,现综述纳米TiO2 的性质与改性的关系及改性的方法和机理。
2TiO2 的基本结构TiO2 是金属钛的一种氧化物,其分子式为TiO2。
根据其晶型,可分为板钛矿型、锐钛矿型和金红石型三种。
其中锐钛矿型TiO2 属于四方晶系,其晶格参数a 0 = 3. 785 ! , c0 = 9. 514 ! 。
图1为锐钛矿型TiO2 的单元结构,钛原子处于钛氧八面体的中心,其周围的六个氧原子都位于八面体的棱角处,有四个共棱边,也就是说，锐钛矿型的单一晶格有四个TiO2 分子。
锐钛型TiO2 的八面体呈明显的斜方晶型畸变, Ti—O键距离均很小且不等长,分别为1. 937 ! 和1. 964 ! , 这种不平衡使TiO2分子极性很强,强极性使TiO2 表面易吸附水分子并使水分子极化而形成表1面羟基。
这种表面羟基的特殊结构使其表面改性成为可能,它可作为广义碱与改性剂结合,从而完成对TiO2 的表面改性。
3TiO2 的表面性质3. 1表面超亲水性目前的研究认为,在光照条件下, TiO2 表面的超亲水性起因于其表面结构的变化:在紫外光照射下,TiO2 价带电子被激发到导带,电子和空穴向TiO2 表面迁移,在表面生成电子空穴对,电子与Ti4 +反应,空穴则与表面桥氧离子反应,分别形成正三价的钛离子和氧空位。
纳米材料有哪些
纳米材料有哪些纳米材料是指至少有一个尺寸在1-100纳米之间的材料，这些材料具有独特的物理、化学和生物学特性，广泛应用于材料科学、生物医学、能源和环境等领域。
纳米材料的种类繁多，下面将介绍一些常见的纳米材料及其应用。
一、纳米碳材料。
1. 石墨烯。
石墨烯是由碳原子构成的二维晶格结构，具有优异的导电性、热导性和机械性能，被广泛应用于电子器件、传感器、储能材料等领域。
2. 碳纳米管。
碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的纳米管状结构，具有优异的力学性能和导电性能，被应用于纳米电子学、纳米材料增强等领域。
3. 纳米金刚石。
纳米金刚石是由碳原子构成的立方晶格结构，具有硬度大、导热性好等特点，被广泛应用于涂层材料、生物医学材料等领域。
二、纳米金属材料。
1. 纳米银。
纳米银具有优异的抗菌性能，被广泛应用于医疗器械、纺织品等领域。
2. 纳米金。
纳米金具有优异的光学性能和催化性能，被应用于光电器件、催化剂等领域。
3. 纳米铜。
纳米铜具有优异的导电性能和力学性能，被广泛应用于电子器件、导电材料等领域。
三、纳米氧化物材料。
1. 纳米二氧化硅。
纳米二氧化硅具有优异的光学性能和表面活性，被广泛应用于光学涂料、生物医学材料等领域。
2. 纳米氧化铝。
纳米氧化铝具有优异的耐磨性和热稳定性，被应用于陶瓷材料、涂料材料等领域。
3. 纳米氧化铁。
纳米氧化铁具有优异的磁性能和生物相容性，被广泛应用于磁性材料、生物医学材料等领域。
四、纳米复合材料。
1. 纳米聚合物复合材料。
纳米聚合物复合材料是将纳米材料与聚合物基体复合而成的材料，具有优异的力学性能和导电性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
2. 纳米陶瓷复合材料。
纳米陶瓷复合材料是将纳米材料与陶瓷基体复合而成的材料，具有优异的耐磨性和耐高温性能，被应用于机械制造、航空航天等领域。
以上就是关于纳米材料的介绍，纳米材料的种类繁多，每一种纳米材料都具有独特的特性和应用价值，随着科学技术的不断发展，相信纳米材料在未来会有更广阔的应用前景。
纳米金属氧化物
纳米金属氧化物
纳米金属氧化物是一类具有纳米级粒径的金属氧化物材料，它们因其独特的物理和化学性质而在多个领域有着广泛的应用。
具体如下：
1. 种类多样：包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化铈、纳米氧化铁等。
2. 制备方法：这些纳米材料的制备方法多种多样，如水热合成法、溶胶-凝胶法、模板法、溶液喷射法、直接发泡法等。
3. 应用领域：纳米金属氧化物在污水治理、空气净化、储能、隔热等领域有着广泛的应用。
它们通常具有优异的催化性能，可以作为催化剂或催化剂载体使用。
4. 结构特点：一些纳米金属氧化物具有独特的连续多孔网络结构，这种结构不仅保留了金属氧化物的化学性质，还赋予了材料优异的物理性能。
5. 研究进展：近年来，科学家们还提出了一些新的制备策略，例如利用前驱体热膨胀形成的气泡作为软模板辅助制备二维金属氧化物，并同步在纳米片上生成大量介孔，这种方法可以一步法成功制备出高结晶度、厚度均一、高比表面积的均相金属氧化物纳米材料。
6. 性能调控：调控金属氧化物纳米材料的形貌对于调变其性能、拓展其应用空间具有重要意义。
因此，研究者们不断探索新的合成方法和条件，以获得具有特定形貌和性能的纳米金属氧化物。
综上所述，纳米金属氧化物是一类非常重要的纳米材料，其不仅在科学研究中占有重要地位，而且在工业和技术应用中也展现出巨大的潜力。
随着科学技术的发展，人们对这类材料的理解和应用能力将不断提升，从而推动相关领域的进步和创新。
纳米氧化物的特性和应用
纳米氧化物的特性和应用纳米材料是指粒子尺寸在纳米（10^-9m）级别的物质。
纳米材料具有与传统材料完全不同的性质，因此在光、电、磁等领域的应用越来越广泛。
其中，纳米氧化物是一种应用非常广泛的纳米材料。
本文将从纳米氧化物的制备、特性和应用三个方面进行探讨。
一、纳米氧化物的制备制备纳米氧化物的方法非常多，包括溶胶-凝胶法、高温氧化法、水热法、气相合成法、机械球磨法等等。
其中，溶胶-凝胶法和水热法是比较常用的方法。
溶胶-凝胶法是指在低温下先将氧化物前驱体（如硅酸乙酯）与催化剂（如硝酸铵等）混合均匀，然后在一定温度下进行凝胶化。
随着温度的升高，硅酸乙酯在溶液中水解、缩合，形成氧化硅凝胶。
最后将凝胶进行干燥和煅烧，即可得到纳米氧化物。
水热法是一种利用高温、高压下水的物理化学性质具有独特性的方法。
比如，利用水的高介电常数和超临界态下物理化学性质的特殊性质来提高反应速率、影响晶体形态，同时还能够提高材料的比表面积、缩小粒径。
二、纳米氧化物的特性纳米氧化物具有很多与传统氧化物不同的特性，主要包括以下几个方面：1、表面积大由于其粒子尺寸非常小，因此纳米氧化物的比表面积非常大。
根据统计，粒径为10nm的TiO2比表面积约为300m2/g，这意味着在单位质量内，粒径为10nm的TiO2的表面积比粒径为普通氧化钛的多出2-3个数量级。
2、量子限制效应量子限制效应是纳米材料的一种典型特性。
由于粒子尺寸小到纳米级别，使得纳米材料的电子结构与普通材料不同。
因此，纳米氧化物的光学性质和电学性质都不同于普通氧化物。
3、可控性强纳米氧化物的性质可以通过更改制备方法、变化条件调节，这使得纳米材料可以做到对其性能的精确控制。
4、易于操作由于纳米氧化物的分散性和可操作性好，因此可以很容易地将这些物质掺杂到基质中，从而实现高性能的应用。
三、纳米氧化物的应用纳米氧化物的应用非常广泛，下面我们就这样几个典型的应用领域进行介绍。
1、光催化应用光催化是利用纳米氧化物（如TiO2、ZnO等）吸收光量子从而实现有机污染物分解的一种技术。
二维纳米材料
二维纳米材料二维纳米材料是指在空间维度上为二维的纳米结构，通常具有纳米尺度的厚度和宏观尺度的长度和宽度。
它们具有特殊的结构和性质，常常表现出与其宏观对应物质不同的特性。
以下是几种常见的二维纳米材料：1.石墨烯（Graphene）：石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构，具有优异的导电性、热导性和力学强度。
石墨烯是最著名的二维纳米材料之一，被广泛应用于电子器件、透明导电膜、催化剂等领域。
2.过渡金属二硫化物（TransitionMetalDichalcogenides,TMDCs）：TMDCs是一类由过渡金属与硫化物或硒化物组成的二维层状结构材料，具有优异的光电性能和调控性。
常见的TMDCs包括二硫化钼（MoS2）、二硒化钼（MoSe2）等，被广泛应用于光电子器件、光催化、传感器等领域。
3.磷化合物（Phosphorene）：磷化合物是一种由磷原子构成的二维单层材料，具有优异的电学和光学性质。
磷化合物被认为是石墨烯的有希望的替代材料，具有潜在的应用价值。
4.硼氮化物（BoronNitride）：硼氮化物是一种由硼原子和氮原子交替排列构成的二维晶体结构材料，具有优异的绝缘性和热稳定性。
它们被广泛应用于纳米电子学、热管理、润滑剂等领域。
5.二维氧化物（Two-dimensionalOxides）：二维氧化物是一类由金属和氧原子组成的二维晶体结构材料，具有多样的化学成分和结构。
它们具有丰富的化学和物理性质，被广泛研究和应用于电子器件、催化剂、传感器等领域。
这些二维纳米材料具有独特的结构和性质，在纳米科技领域具有重要的应用前景。
通过精确控制其尺寸、形状、结构和表面性质等参数，可以实现对其性质和功能的调控，拓展其在材料科学、电子器件、光电子学、能源存储等领域的应用。
常见的纳米材料有哪些
常见的纳米材料有哪些一、金属纳米材料。
金属纳米材料是指金属原子按照一定的结构形式组成的纳米尺度材料。
常见的金属纳米材料包括金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒等。
这些金属纳米材料具有较大的比表面积和特殊的表面等离子共振效应，因此在催化、传感、生物医药等领域具有重要应用价值。
二、碳基纳米材料。
碳基纳米材料是以碳元素为主要构成的纳米材料，包括纳米碳管、石墨烯、纳米金刚石等。
这些碳基纳米材料具有优异的导电性、导热性和力学性能，被广泛应用于电子器件、储能材料、传感器等领域。
三、氧化物纳米材料。
氧化物纳米材料是以氧化物为主要成分的纳米材料，包括二氧化钛纳米颗粒、氧化锌纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒等。
这些氧化物纳米材料具有特殊的光学、电化学和磁学性能，被广泛应用于光催化、光电子器件、环境修复等领域。
四、量子点材料。
量子点是一种特殊的半导体纳米材料，具有优异的光学性能和电学性能。
常见的量子点材料包括CdSe量子点、CdTe量子点、PbS量子点等。
这些量子点材料在显示器件、生物成像、光伏器件等领域具有重要应用价值。
五、纳米复合材料。
纳米复合材料是将纳米材料与其他材料进行复合制备而成的材料，具有优异的综合性能。
常见的纳米复合材料包括纳米纤维复合材料、纳米复合陶瓷、纳米复合聚合物等。
这些纳米复合材料在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具有广泛应用前景。
总的来说，常见的纳米材料包括金属纳米材料、碳基纳米材料、氧化物纳米材料、量子点材料和纳米复合材料。
这些纳米材料具有独特的性能和潜在的应用价值，将在未来的科技发展中发挥重要作用。
希望通过本文的介绍，能够让读者对常见的纳米材料有更深入的了解。
纳米二氧化钛
纳米二氧化钛1.概述纳米级二氧化钛，亦称钛白粉。
物理性质为细小微粒，直径在100纳米以下，产品外观为白色疏松粉末，它是一种新型的无机化工材料。
具有透明性、紫外线吸收性、熔点低、磁性强、抗菌、自洁净、抗老化等性能，广泛应用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等众多领域。
本文将从制备、应用两个方面入手，简要介绍纳米二氧化钛材料。
2.制备目前，制备纳米二氧化钛的方法有很多，可分为气相法、液相法[1]两大类。
2.1．气相合成法制备TiO2纳米粒子中典型的气相法主要包括四氯化钛氢氧火焰水解法、四氯化钛气相氧化法、钛醇盐气相氧化或水解法等方法。
四氯化钛氢氧火焰水解法最早由德国Degussa公司开发成功，并生产出当前纳米级超细TiO2粉体的著名牌号之一（P25 ）；还有美国的卡伯特公司和日本Aerosil公司等也采用该方法生产超细TiO2粉体。
TiCl4气相氧化法的反应初期，TiCl4和O2发生均相化学反应，生成Ti02的前驱体分子，通过成核形成TiO2的分子簇或粒子。
由于非均相成核比均相成核在热力学上更容易，随着反应的进行，TiCl4在Ti02粒子表面吸附并进行非均相反应，使粒子变大[2]。
施利毅等[3]利用N2携带TiCl4气体，预热到435℃后，经套管喷嘴的内管进入高温管式反应器，O2经预热后经套管喷嘴的外管也进入反应器，TiCl4和O2在900-l400℃下反应。
研究了氧气预热温度、反应器尾部氮气流量、反应温度、停留时间和掺铝量对TiO2颗粒大小、形貌和晶型的影响，结果表明：提高氧气预热温度和加大反应器尾部氮气流量对控制产物粒径有利，纳米TiO2，颗粒的粒径随反应温度升高和停留时间延长而增大，当反应温度为1373 K，AlCl3与TiCl4摩尔比为0．25、停留时间为1．73 s时，纯金红石型纳米Ti02颗粒的粒径分布为30-50nm。
华东理工大学[4]首先让可燃气体与过量氧气燃烧，生成高温含氧气流，然后再与经过预热的气态TiCl4呈一定角度交叉混合，使反应在高速下进行。
纳米金属氧化物的制备及其性能研究
纳米金属氧化物的制备及其性能研究纳米金属氧化物是一种新兴的材料，在许多领域发挥着重要的作用。
近年来，随着纳米科技的快速发展和研究人员对纳米材料的深入了解，纳米金属氧化物的制备和性能研究已经成为了热门的研究方向。
本文将对纳米金属氧化物的制备及其性能进行较为详细的介绍。
一、纳米金属氧化物的制备方法目前，制备纳米金属氧化物的方法主要有物理法、化学法和生物法三种。
其中，化学法是最常用的方法之一。
1.化学还原法化学还原法是一种将金属盐还原成金属纳米颗粒的方法。
一般来说，需要先将金属盐和还原剂混合，搅拌后反应，形成金属纳米颗粒。
通过控制还原剂的用量、溶剂的选择、反应温度和反应时间等因素，可以调控所得金属纳米颗粒的尺寸和形状。
2.水热法水热法是一种利用高温高压水溶液合成纳米材料的方法。
在水热条件下，金属离子逐渐被还原成金属纳米球或晶体，并不断互相聚集形成完整的晶体颗粒。
3.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是通过两步反应过程来制备纳米材料的方法。
首先将一些金属盐或有机金属化合物加入有机溶剂中制备胶体溶胶；然后使用加热或干燥方法将胶体溶胶凝胶成所需要的形状，进而得到纳米金属氧化物。
二、纳米金属氧化物的性能研究纳米材料的尺寸效应是其重要的特性之一，是导致纳米材料性质变化的原因之一。
对于纳米金属氧化物而言，其尺寸为几纳米到几十纳米，具有以下的特点：1.表面积大纳米材料具有极大的表面积，这是造成其性质和活性变化的主要原因之一。
对于纳米金属氧化物，其表面活性位数更多，能够与其他物质发生更多的反应，具有更高的可活性。
2.特殊的光学性质纳米金属氧化物的形态和尺寸可以影响其光学性质。
当纳米金属氧化物受到外界光照时，会发生光电子转移，产生特殊的光学性质，如荧光现象。
3.磁性许多金属氧化物具有磁性，其磁性与纳米颗粒的尺寸和形状有关。
通过控制多种因素可制备不同形貌和磁性的金属氧化物纳米颗粒。
4.生物性能纳米金属氧化物在生物中有许多应用，可以用于药物释放、细胞成像、肿瘤治疗和免疫学研究等领域。
纳米材料种类及应用
纳米材料种类及应用纳米材料是指材料的尺寸在纳米量级的材料，具有特殊的物理、化学以及力学性质。
纳米材料种类繁多，根据材料的组成、结构和性质可以分为无机纳米材料、有机纳米材料和生物纳米材料等。
下面将就一些常见的纳米材料种类及其应用进行介绍。
1. 纳米金属颗粒：金属纳米颗粒具有独特的电子结构和表面物理性质，广泛用于催化、传感、光学、电子学等领域。
例如，纳米银颗粒具有优异的导电和抗菌性能，可应用于导电胶、导电墨水、抗菌涂料等领域。
纳米金颗粒还可以用于纳米电子器件和磁性材料中。
2. 纳米氧化物：氧化物纳米颗粒具有独特的光学和电学性质，广泛应用于催化、能源存储、传感、环境治理等领域。
例如，二氧化钛纳米颗粒具有良好的光催化性能，可用于光催化水分解、废水处理等。
纳米氧化铁颗粒在废水处理、磁性材料等领域也有广泛应用。
3. 纳米碳材料：纳米碳材料包括纳米碳管和石墨烯等。
纳米碳管具有优异的力学、导电和导热性能，可应用于电子器件、储能器件等。
石墨烯则因其出色的导电性、透明性和力学性能，在柔性显示器、锂离子电池、传感器等方面有广泛应用。
4. 纳米复合材料：纳米复合材料由纳米颗粒和基底材料组成，具有较高的强度、硬度和耐磨性。
纳米复合材料被广泛应用于电子器件、汽车制造、建筑材料等领域。
例如，纳米陶瓷材料可用于制作高性能陶瓷刀具、陶瓷齿轮等。
纳米纤维增强复合材料则可用于制作航空航天领域的结构件。
5. 纳米生物材料：纳米生物材料是将纳米材料应用于生物医学领域的一种材料。
例如，纳米药物载体可以用于精准给药，提高药物的生物利用度；纳米生物传感器可用于检测生物标志物，诊断疾病；纳米生物图像剂可用于改善生物影像学性能。
总之，纳米材料具有独特的物理、化学和力学性质，广泛应用于催化、能源、传感、医学、环境等领域。
随着纳米科技的不断发展，纳米材料的应用前景将更加广阔。
纳米材料类别
纳米材料类别纳米材料是指至少在一维尺度上具有至少一个尺寸小于100纳米的材料。
纳米材料因其独特的物理、化学和生物学特性而备受关注，被广泛应用于材料科学、生物医学、能源储存等领域。
根据其结构和性质的不同，纳米材料可以分为多个类别。
一、纳米颗粒。
纳米颗粒是指尺寸在1-100纳米范围内的颗粒状材料，常见的有金纳米颗粒、银纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒等。
这些纳米颗粒具有较大的比表面积和特殊的光学、电学性质，因此在生物医学成像、光催化、传感器等领域有着广泛的应用。
二、纳米结构材料。
纳米结构材料是指在三维空间中具有纳米级结构的材料，如纳米线、纳米管、纳米片等。
这些材料具有优异的电子、光学、热学性能，被广泛应用于柔性电子器件、纳米传感器、纳米发电机等领域。
三、纳米复合材料。
纳米复合材料是指将纳米材料与宏观材料进行复合，以获得优异的性能。
常见的纳米复合材料包括纳米陶瓷复合材料、纳米聚合物复合材料等。
这些材料具有优异的力学性能、导热性能和电学性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、新能源等领域。
四、纳米生物材料。
纳米生物材料是指在生物医学领域中应用的纳米材料，如纳米药物载体、纳米生物传感器等。
这些材料具有良好的生物相容性和靶向性，被广泛应用于药物输送、肿瘤治疗、疾病诊断等领域。
五、纳米碳材料。
纳米碳材料是指由碳原子构成的纳米材料，如纳米碳管、石墨烯等。
这些材料具有优异的导电性、导热性和力学性能，被广泛应用于电子器件、超级电容器、储能材料等领域。
六、纳米氧化物材料。
纳米氧化物材料是指由金属与氧原子结合而成的纳米材料，如二氧化钛纳米颗粒、氧化铝纳米颗粒等。
这些材料具有优异的光学、电学和催化性能，被广泛应用于环境治理、光催化、能源储存等领域。
七、纳米功能材料。
纳米功能材料是指具有特定功能的纳米材料，如磁性纳米材料、光学纳米材料等。
这些材料具有特殊的功能性能，被广泛应用于传感器、信息存储、光学器件等领域。
总结，纳米材料类别繁多，每种类别的纳米材料都具有独特的物理、化学和生物学特性，被广泛应用于各个领域。
金属(氧化物)纳米材料
金属(氧化物)纳米材料
金属(氧化物)纳米材料在催化、传感、能源存储和转换、生物
医学等领域中具有重要的应用价值。
在催化领域，金属(氧化物)纳
米材料因其高比表面积和丰富的活性位点而被广泛应用于催化剂的
制备，如氧化物纳米材料在催化氧化反应中具有优异的性能。
在能
源存储和转换领域，金属(氧化物)纳米材料的高比表面积和导电性
使其成为优秀的电极材料，用于制备高性能的锂离子电池、超级电
容器和燃料电池。
在生物医学领域，金属(氧化物)纳米材料因其优
异的生物相容性和生物活性被广泛应用于药物传输、肿瘤治疗和生
物成像等方面。
然而，金属(氧化物)纳米材料的制备和应用仍面临着许多挑战，例如纳米材料的稳定性、可控性和可重复性等问题。
因此，未来需
要进一步加强对金属(氧化物)纳米材料的研究，开发新的制备方法
和改进现有技术，以实现其在各个领域的广泛应用。
总的来说，金属(氧化物)纳米材料具有广阔的应用前景，其独
特的物理、化学和生物学特性使其成为材料科学领域中备受关注的
研究热点，相信随着技术的不断进步，金属(氧化物)纳米材料将在
更多领域展现出其重要的作用。
纳米氧化钨
纳米氧化钨
纳米氧化钨是一种具有广泛应用前景的纳米材料，由纳米尺寸的氧化钨粒子组成。
它具有优异的物理和化学性质，如高比表面积、良好的催化性能、高抗腐蚀性和光催化性能等。
因此，它被广泛应用于催化剂、光催化剂、电池、防腐涂层等领域。
纳米氧化钨的制备方法多种多样，包括溶胶凝胶法、水热法、气相沉积法等。
其中，溶胶凝胶法是一种常用的制备方法，通过控制制备条件和添加剂的种类和浓度等，可以调控纳米氧化钨的形貌和结构。
在催化剂领域，纳米氧化钨可以作为氧化物催化剂的载体，提高催化剂的催化性能。
在光催化剂领域，纳米氧化钨可以通过光生电子空穴对的反应，实现有机污染物的降解。
在电池领域，纳米氧化钨可以作为正极材料，提高电池的性能。
在防腐涂层领域，纳米氧化钨可以作为涂层添加剂，提高涂层的耐腐蚀性能。
总之，纳米氧化钨在多个领域都具有广泛的应用前景，随着制备技术的不断发展和优化，相信其应用范围将不断拓展。
- 1 -。
纳米二氧化钛
纳米二氧化钛的研究现状、应用及展望姓名：马苓化工学院学号：2011207366摘要: 综述了纳米二氧化钛的特性及其制备方法，液相法、气相法等。
概述了纳米二氧化钛的表面改性，介绍了纳米二氧化钛在各个领域的应用，最后对其发展前景进行了展望。
关键词：纳米二氧化钛，制备，表面改性，应用1.前言纳米科技是二十世纪80年代兴起的高新技术, 并将是二十一世纪高新技术的龙头, 它一问世就显示出在科学技术领域的重要地位, 纳米材料的制备、结构、性能[1]及应用的研究已经成为人们共同关注的前沿课题。
二氧化钛，俗称钛白，粘附力强,不易起化学变化,并且无毒。
它的熔点很高，被用来制造耐火玻璃，釉料，陶土，耐高温的实验器皿等。
纳米TiO2具有化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水、稀酸,微溶于碱和热硝酸,且具有生物惰性。
纳米TiO2是一种典型半导体料,纳米TiO2在光电和化学性质等方而有许多优异性能，能够把光能转化为电能和化学能，使在通常情况下难于实现或不能实现的反应( 水的分解) 能够在温和的条件下(不需要高温高压) 顺利的进行。
纳米TiO2[2]具有独特的光催化性，优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能，在能源，环保，建材，医疗卫生等领域有重要应用前景，是一种重要的功能材料。
纳米级半导体催化氧化作为一项新兴的现代污水处理技术,具有速度快，设备简单，操作方便,处理效果好，无 2 次污染，杀菌作用强,应用前景广阔。
对低浓度污染物及气相污染物液也有很好的去除效果，且催化材料易得，运行成本低，是一项很有前途的污染治理技术，近年来受到广泛关注。
随着纳米二氧化钛技术的发展，其应用领域更加广泛。
2. 研究现状2.1 纳米二氧化钛的制备制备纳米TiO2的方法很多, 归纳起来主要有: 液相法、气相法、机械粉碎法[3]、电化学法等。
其中,气相法和液相法各有优缺点，气相法所制得的纳米Ti02粉体粒度小，单分散性好，但工艺复杂、成本高。
二氧化钛
一：1：纳米二氧化钛是目前应用最为广泛的一种纳米材料。
它是一种半导体材料,除了具有纳米材料共同的特点外,还具有光催化性能。
近十多年来,随着环境污染日益严重,利用半导体粉末作为光催化剂催化降解有机物的研究已成为热点。
在作为光催化剂的主要原料N 型半导体TiO2、ZnO2、CdS、WO3中,相比较而言, TiO2活性高、化学稳定性好、对人体无害,是理想的环保型光催化剂。
实验表明, TiO2至少可以经历12次的反复使用而保持光分解效率基本不变,连续580分钟光照下保持其活性,因而将其投入实际应用有着广阔的发展前景。
2：纳米二氧化钛的光催化降解机理：当二氧化钛受到波长小于387. 5nm的紫外光的照射时,价带上的电子跃迁到导带,激发电离出电子同时产生正电性的空穴,形成电子-空穴对,与吸附溶解在其表面的氧气和水反应。
分布在表面的空穴将OH -和H2O氧化成HO自由基。
HO 自由基的氧化能力是在水体中存在的氧化剂中最强的,能氧化大部分的有机污染物和无机污染物,而且对反应物几乎无选择性,在光催化氧化中起着决定性的作用。
二氧化钛的表面电子可被溶解在表面的氧俘获形成O2-。
另外表面电子具有高的还原性,可以去除水体中的金属离子。
生成的原子氧和氢氧自由基使有机物被氧化、分解,最终分解为CO2、H2O和无机物。
3：目前的研究现状：尝试对不同微生物的杀灭作用：为了考察TiO2对微生物的作用,根据不同的研究和应用背景,人们选择了细菌、病毒、藻类、癌细胞等。
目前已有报道的考察TiO2光催化作用的细菌类有: 乳杆嗜酸细胞(Lactobacil lus acidophi lus),酵母菌( Saccharomyces cerevisiae), 大肠杆菌( Es-cherichia coli), 链球菌( S treptococcus mutans , S .ratus , S .cricetus , S .sobrinus AHT)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
纳米氧化锌的应用
1.橡胶工业中的应用 2.国防工业中的应用 3.纺织工业中的应用 4.涂料防腐中的应用 5.生物医学中的应用
橡胶工业中的应用
纳米氧化锌可以提高 橡胶制品的光洁性、 耐磨性、机械强度和 抗老化性能性能指标。
橡胶工业中的应用
纳米氧化锌粒子较细，对胶料的硫化起 步延迟作用较大。 随着纳米氧化锌用量增加，其聚集倾向 增强，硫化起步的延迟作用逐渐减慢，拉伸 强度逐渐增高并趋于稳定，拉断伸长率逐渐 降低并趋于稳定。 当用量增大到超过5份时，出现填充效 应，硫化起步的延迟作用开始变小，综合性 能最佳。
4.对有机废水的处理功能
纳米TiO2复合材料对有机废水的处理，效果十分理想。潭湘萍采
用新型载银TiO2的TSA复合催化剂，对印染和精炼废水生化处理 后的出水进行深度处理，光照120min后，印染和精炼废水的 CODcr去除率分别为75.3%和83.4%。
方佑龄等人用浸渍法制备了漂浮于水面上的TiO2光催化剂，研究
1.杀菌功能 在紫外线作用下，以0.1mg/cm3浓度的超细TiO2可 彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶 （SOD）添加量的增多，TiO2光催化杀死癌细胞的效率 也提高；用TiO2光催化氧化深度处理自来水，可大大减少 水中的细菌数，饮用后无致突变作用，达到安全饮用水的 标准。 在涂料中添加纳米TiO2可以制造出杀菌、防污、除臭、 自洁的抗菌防污涂料，可应用于医院病房、手术室及家庭 卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可有效杀死大肠杆菌、 黄色葡萄糖菌等有害细菌，防止感染。
生物医学中的应用
• 氧化锌纳米材料促进混合淋巴细胞培养中 淋巴细胞的增殖，增强了免疫应答的强度。
纳米材料在免疫调节中
的作用越来越被重视， 目前的研究主要集中在 对免疫标志物的靶向识 别等方面。
纳米氧化锌的前景
纳米氧化锌的制备技术已经取得了一些 突破，在国内形成了几家产业化生产厂家。 纳米氧化锌的表面改性技术及应用技术 尚未完全成熟，其应用领域的开拓受到了较 大的限制，并制约了该产业的形成与发展。
分类：
一.按照晶型可分为: 金红石型纳米钛白粉和锐 钛型纳米钛白粉。 二.按照表面特性可分为: 亲水性纳米钛白粉和 亲油性纳米钛白粉。
三, 按照外观来分： 有粉体和液体之分，粉体 一般都是白色，液体有白色和半透明状。
纳米二氧化钛的应用
纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽 车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。 纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、 无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与 食品接触，所以被广泛应用于抗紫外材料、光 催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、 食品包装材料、造纸工业、航天工业中。
2.防紫外线功能 纳米TiO2既能吸收紫外线，又能反射、散射紫外线，还能透过 可见光，是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护 剂。 与同样剂量的一些有机紫外线防护剂相比，纳米TiO2在紫外区 的吸收峰更高，更可贵的是它还是广谱屏蔽剂，不象有机紫外线 防护剂那样只单一对UVA或UVB有吸收。它还能透过可见光，加 入到化妆品使用时皮肤白度自然，不象颜料级TiO2，不能透过可 见光，造成使用者脸上出现不自然的苍白颜色。 利用纳米TiO2的透明性和紫外线吸收能力还可用作食品包装膜、 油墨、涂料和塑料填充剂，可以替代有机紫外线吸收剂，用于涂 料中可提高涂料耐老化能力。
涂料防腐中的应用
纳米氧化锌由于 具有极好的抗氧化和 抗腐蚀性能，高的熔 点，紫外线屏蔽能力 及杀菌除臭性。可以 添加到有机物尤其是 涂料中。是一种新型 的高功能精细无机材 料。
涂料防腐中的应用
利用钛酸酯偶联剂制得改性纳米ZnO试样。
然后制备清漆、含未改性纳米ZnO的复合涂 料和含改性纳米ZnO 的复合涂料的涂层样品 进行对比试验。 结果表明，经过改性的纳米ZnO其团聚现象 明显消失，与涂料表现出良好的相容性，所 得的复合涂层的抗渗透能力明显增强。改性 纳米ZnO显著提高了丙烯酸聚氨酯涂料的防 腐性能。
纳米氧化铝的应用
2. 表面防护层材料 将纳米氧化铝粒子喷涂在金属、陶瓷、塑料、 玻璃、漆料及硬质合金的表面上，可明显提高表面 强度、耐磨性和耐腐蚀性，且具有防污、防尘、防 水等功能，因此可用于机械、刀具、化工管道等表 面防护。有报道在AISI304不锈钢表面涂氧化铝防 护层，使得表面硬度由3.8GPa提高到10.8GPa，并 且在受到同样的负载下，表面压痕深度减少了30% 左右。
典型的纳米材料-纳米氧化物
纳米氧化物
1. 纳米二氧化钛（TiO2）
2. 纳米氧化锌（ZnO）
3. 纳米三氧化二铝（Al2O3）
4. 纳米氧化硅（SiO2） 5. 纳米稀土氧化物
纳米二氧化钛（TiO2）
二氧化钛的相对密度 3.9~4.2 。而纳米二氧化钛的堆积密度是
0.2-0.5g/cm3，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的 尺寸在100纳米以下，其外观为白色疏松粉末，俗称纳米钛白 粉。
溶 液 燃 烧 分 解 法
液 相 火 焰 喷 射 热 解 法
爆 炸 法
纳 米 粒 子 诱 导 法
改 进 机 械 法
超 临 界 抗 溶 剂 法
对 撞 射 流 粉 碎 法
纳米氧化铝的应用
1.活性催化剂和催化剂载体 氧化铝具有明显的吸附剂特征，并能活化许 多键，如H—H键，C—H键等，因此在烃类裂化、 醇类脱水制醚等反应中可直接作为活性催化剂加 人反应体系中，如乙醇脱水产生乙烯。由于氧化 铝表面同时存在酸性中心和碱性中心，因此氧化 铝本身就是一种极好的催化剂。氧化铝尺寸小， 表面所占的体积分数大，表面原子配位不全等导 致表面活性位置增加，而且随着粒径的减小，表 面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶， 增加了化学反应的接触面，因而纳米氧化铝是理 想的催化剂或催化剂载体。
6.其它功能
纳米TiO2还有许多其它功能。如有人利用TiO2光催化将
Hg2+还原为Hg沉积在TiO2表面，这为含金属离子（如 Hg2+）废水的处理提供了可行的方法。
还有人发现，TiO2对有害气体也具有吸收功能，如含TiO2
的烯烃聚合物纤维涂在含磷酸钙的陶瓷上可持续长期地吸 收不同酸碱性气体。
纳米三氧化二铝（Al2O3）
氧化铝与其他材料相比，它具有许多独特、优良的性能， 如
高熔点( 2015℃)、 较高的室温和高温强度，高的化学稳定性 和接点介电性能， 电绝缘性好，硬度高( 莫氏硬度9)，耐磨 性好且成本低廉。因而氧化铝陶瓷可用于制造高速 切削工具， 高温热电耦套管、 化工高压机械泵零件、内燃机火花塞、人 工关节及航空磁流体发电材料等多种陶瓷器件。 纳米氧化铝材料的特殊光电特性、高磁阻现象、非线性电阻 现象、在高温下仍具有的高强、高韧、稳定性好等奇异特性， 以及各种纳米粉体材料共有的小尺寸效应、表面界面效应、 量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，使其在催化、滤光、光 吸收、医药、磁介质及新材料等领域有广阔的应用前景。
了其对辛烷的光催化分解。这为解决海洋石油污染提供了一种切 实可行的办法。
余家国等人研究了在太阳光照射下用多孔纳米TiO2薄膜处理水溶
液中的敌敌畏有很好的效果。
纳米TiO2还可有效地用于含CN-的工业废水的光催化降解。
5. 自清洁功能 纳米TiO2具有很强的“超亲水性”，在它的表面不易形
国防工业中的应用
纳米氧化锌具有很强 的吸收红外线的能力，吸 收率和热容的比值大，可 应用于红外线检测器和红 外线传感器 纳米氧化锌还具有质量轻、颜 色浅、吸波能力强等特点，能有 效的吸收雷达波，应用于新型的 吸波隐身材料。
纺织工业中的应用
纳米氧化锌具有良好 的紫外线屏蔽性和优越的 抗菌、抑菌性能，添加入 织物中，能赋予织物以防 晒、抗菌、除臭等功能。 采用溶胶-凝胶法制备的纳米级氧化锌浸 轧整理织物，结果发现：UPF值达95.8，抗紫 外效果显著，耐洗涤；对大肠杆菌的抑菌率达 99.97%，效果持久。织物的白度、断裂强力、 透气性能变化不大，基本不影响整理织物的舒 适性。
成水珠，而且纳米TiO2在可见光照射下可以对碳氢化合 物作用。利用这样一个效应可以在玻璃、陶瓷和瓷砖的 表面涂上一层纳米TiO2薄层有很好的保洁作用。日本东 京已有人在实验室研制成功自洁瓷砖，这种新产品的表 面上有一薄层纳米TiO2，任何粘污在表面上的物质，包 括油污、细菌在光的照射下，由于纳米TiO2的催化作用， 可以使这些碳氢化合物物质进一步氧化变成气体或者很 容易被擦掉的物质。纳米TiO2光催化作用使得高层建筑 的玻璃、厨房容易粘污的瓷砖、汽车后视镜及前窗玻璃 的保洁都可很容易地进行。
鉴于以上功能，纳米TiO2具有非常广阔的前景。对它的研
究和利用无疑会给人们的生活带来巨大改变。
二氧化钛的改性
在二氧化钛光致特性的改性中主要采用4种方法：
1.在TiO2表面沉积贵金属； 2.金属阳离子或阴离子掺杂; 3.有机染料敏化，即光敏化; 4.复合材料。在TiO2薄膜中添加SiO2或者锑（Sb），可以大
化 学 气 相 沉 积 法
激 光 诱 导 气 相 沉 积 法
等 离 子 体 法
溶 微 相 胶 乳 转 液 移 凝 反 分 胶 应 离 法 法 法
沉
水 热 淀 合 成 法 法
醇 盐 水 解 法
氧 化 铝 纳 米 纤 维
介 孔 纳 米 氧 化 铝
—
新纳 制米 备氧 工化 艺铝
溶 胶 凝 胶 法 的 改 进
幅提高TiO2薄膜的亲水性。
纳米氧化锌（ZnO）
纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机 材料。
颗粒大小约在1～100nm，呈现表面效应、 体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应等。 具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和 用途，在许多领域有重要的应用价值。
纳米氧化锌的表面改性
纳米氧化锌比表面积大、比表面能大，自身 易团聚；纳米氧化锌表面极性较强，在有机介质 中不易均匀分散。 根据不同要求，选择适当的表面改性剂或改 性工艺，改善纳米氧化锌表面性能，增加纳米颗 粒与基体之间的相容性，从而应用于各种领域， 提高产品的性能技术指标。